[发明专利]基于单点感知的家庭用电智能监测方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种对家庭用电情况的监测方法，同时还涉及一种设备，更确切地说，本发明涉及一种基于单点感知的家庭用电智能监测方法及其设备。

背景技术

现今对用电情况的监测主要用于完成两方面的功能：

第一方面用于对老年及残疾人的看护，主要诉求为不仅能够获取当前住户的活动信息（看电视，做饭等），还应该知道当前的位置信息（在厕所，厨房，卧室）。如一个只有老年人居住的家庭一天中没有任何用电行为发生，说明发生了特殊情况，需要特殊处理，这样就能够及早的发现危险情况，紧急处理，减少损失。

另一方面是在环保节能方面，主要诉求为获取用电设备的工作时间和耗电量信息。通过向用户提供直观的、数据可视化的信息和用电建议，达到提醒，警示的作用。

随着技术的不断创新与进步，智慧家居概念由当初的设想逐步走向现实，电设备监测这一应用领域也逐渐引起了人们的注意。

在用电监测方面，目前有三种方法：

1.传统的电表检测；

2.分布式感知；

3.基于设备的仲裁传感技术的单点传感。

但是，第一种方法提供用户的信息单一，精度有限，并且对于家庭用户来说，安装方法复杂且有一定的危险。

第二种方法是在每一个需要监测的设备上安装一个传感器，这种方法的缺点是系统成本高、不便于维护和安装，并且可能会引起家庭隐私方面的担忧。

第三种方法使用电流或电压或者两者相结合的方式安装到家庭电力线入口端，用来检测电力线中电流和电压的变化情况来判断家用电器的关断状态。但是受制于技术水平和数字处理芯片的技术，只能监测低频段信号，比较局限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在系统成本高、不便于维护和安装与只能监测低频段信号的问题，提供了一种基于单点感知的家庭用电智能监测方法，同时还提供了实现该方法的设备。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的基于单点感知的家庭用电智能监测方法包括如下步骤：

1.基于单点感知的家庭用电智能监测设备初始化：

所述的初始化就是基于单点感知的家庭用电智能监测设备获取在没有任何家用电器工作时电力线中的信号；

2.基于单点感知的家庭用电智能监测设备对家用电器开关动作进行侦测：

所述的对家用电器开关动作进行侦测就是基于单点感知的家庭用电智能监测设备对电力线中的电磁干扰信号进行采集；

3.基于单点感知的家庭用电智能监测设备从大量存储的数据中提取每种家用电器的电磁干扰特征判断是何种家用电器正在使用；

4.基于单点感知的家庭用电智能监测设备将电力线上家用电器的电磁干扰数据和正在被使用的家用电器的类型及用电信息写入电脑存储；

5.基于单点感知的家庭用电智能监测设备退出监测。

技术方案中所述的基于单点感知的家庭用电智能监测设备对家用电器开关动作进行侦测的步骤如下：

1）基于单点感知的家庭用电智能监测设备高速采集电力线中通过滤波器滤波后的电压信号，再通过基于单点感知的家庭用电智能监测设备实现电压模拟量转化成上位机可处理的数字量，并存储在上位机的缓存里；

2）基于单点感知的家庭用电智能监测设备判断数字量写入周期时间是否到了，如果数字量写入时间满足一个周期时间，则将初始的步骤1）在缓存中的数字量数据写入电脑的硬盘中，用来记录用电数据，并且电脑可以对这些数据进行读写，如果数字量写入周期时间没到，执行下一步骤3）；

3）基于单点感知的家庭用电智能监测设备将从电力线读取的电磁干扰电压数据进行频域变换，将时间域的信号变成频率域的信号；

4）等待基于单点感知的家庭用电智能监测设备是否完成向量平均计算，如果基于单点感知的家庭用电智能监测设备没完成该运算则回到初始的步骤1）的基于单点感知的家庭用电智能监测设备将电压模拟量转化为数字量；如果上述工作已完成则进行下一步骤5）；

5）基于单点感知的家庭用电智能监测设备判断是否发生家用电器的开关行为，这里采用了一种叫做“功率谱向量时间追赶法”的方法，方法的描述如下列公式所示：